Holdningsindikator - Attitude indicator

AI med pitch and roll -referencelinjer (venstre) og AI -forholdet til flyorientering (højre)

Den flyvestillingsindikator ( AI ), tidligere kendt som gyro horisont eller kunstig horisont , er en flyvning instrument , der informerer pilot af flyet orientering i forhold til Jordens horisont , og giver en umiddelbar indikation af de mindste orientering forandring. Miniaturflyet og horisontstangen efterligner flyets forhold i forhold til den faktiske horisont. Det er et primært instrument til flyvning under instrumentmeteorologiske forhold .

Holdning er altid præsenteret for brugere i enheden grader (°). Imidlertid kan indre arbejde som sensorer, data og beregninger bruge en blanding af grader og radianer , da forskere og ingeniører måske foretrækker at arbejde med radianer.

Brug

AI interiør

De væsentlige komponenter i AI inkluderer et symbolsk miniaturefly monteret, så det ser ud til at flyve i forhold til horisonten. En justeringsknap, der tager højde for pilotens sigtelinje, flytter flyet op og ned for at justere det mod horisontstangen. Den øverste halvdel af instrumentet er blå for at repræsentere himlen, mens den nederste halvdel er brun for at repræsentere jorden. Bankindekset øverst viser flyets vinkel på banken. Referencelinjer i midten angiver graden af ​​tonehøjde, op eller ned, i forhold til horisonten.

De fleste russiskbyggede fly har et noget anderledes design. Baggrundsdisplayet er farvet som i et vestligt instrument, men bevæger sig kun op og ned for at angive tonehøjde. Et symbol, der repræsenterer flyet (som er fastgjort i et vestligt instrument) ruller til venstre eller højre for at angive bankvinkel. En foreslået hybridversion af de vestlige og russiske systemer ville være mere intuitiv, men har aldrig fanget det.

Operation

Vakuumsystem ved hjælp af en vakuumpumpe
Vakuumsystem ved hjælp af en venturi

Hjertet i AI er et gyroskop (gyro), der spinder ved høj hastighed, enten fra en elektrisk motor, eller gennem virkningen af ​​en luftstrøm, der skubber på rotorvinger placeret langs dens periferi. Luftstrømmen tilføres af et vakuumsystem, drevet af en vakuumpumpe eller en venturi. Luft, der passerer gennem den smalleste del af en venturi, har lavere lufttryk gennem Bernoullis princip. Gyroen er monteret i en dobbelt gimbal, som gør det muligt for flyet at kaste og rulle, da gyroen forbliver lodret lodret. En selvopførende mekanisme, der aktiveres af tyngdekraften, modvirker enhver presession på grund af lejefriktion . Det kan tage et par minutter, før opsætningsmekanismen bringer gyroerne til en lodret opretstående position, efter at flymotoren først blev tændt.

Holdningsindikatorer har mekanismer, der holder instrumentet i niveau med hensyn til tyngdekraften. Instrumentet kan udvikle små fejl i pitch eller bank i længere perioder med acceleration, deceleration, sving eller på grund af at jorden krummer under flyet på lange ture. Til at starte med har de ofte lidt mere vægt i bunden, så når flyet hviler på jorden, vil de hænge plant, og derfor vil de være i vater, når de startes. Men når de først er startet, vil den hængende vægt i bunden ikke trække dem i niveau, hvis de er ude af niveau, men i stedet vil dens træk få gyroen til at gå forud . For at lade gyroen meget langsomt orientere sig i tyngdekraftens retning, mens den er i drift, har den typiske vakuumdrevne gyro små pendler på rotorhuset, der delvis dækker lufthuller. Når gyroen er ude af niveau med hensyn til tyngdekraften, vil pendulerne svinge i tyngdekraftsretningen og enten afdække eller dække hullerne, så luft tillades eller forhindres i at komme ud af hullerne og derved anvende en lille kraft til at orientere gyroen i retning mod tyngdekraften. Elektriske drevne gyroer kan have forskellige mekanismer til at opnå en lignende effekt.

Ældre AI'er var begrænset i mængden af ​​pitch eller roll, som de ville tolerere. Overskridelse af disse grænser ville få gyroen til at vælte, da gyrohuset kontaktede gimbalerne, hvilket forårsagede en presessionskraft. For at forhindre dette krævede en burmekanisme for at låse gyroen, hvis stigningen oversteg 60 ° og rullen oversteg 100 °. Moderne AI'er har ikke denne begrænsning og kræver derfor ikke en burmekanisme.

Flight Director Attitude Indicator

Apollo Flight Director Attitude Indicator (venstre) og inertial måleenhed (IMU) (højre)

Holdningsindikatorer bruges også på bemandede rumfartøjer og kaldes Flight Director Attitude Indicators (FDAI), hvor de angiver fartøjets gaffelvinkel (næse til venstre eller højre), tonehøjde (næse op eller ned), rulning og bane i forhold til en fast- rum inertial referenceramme fra en inertial måleenhed (IMU). FDAI kan konfigureres til at bruge kendte positioner i forhold til Jorden eller stjernerne, så ingeniører, forskere og astronauter kan kommunikere fartøjets relative position, holdning og kredsløb.

Attitude og Heading Reference Systems

Holdning og kursreferencen Systems (AHRS) er i stand til at give tre-akse oplysninger baseret på ring laser gyroskoper , der kan deles med flere enheder i luftfartøjet, såsom " glas cockpit " primære flyvning skærme ( PFDs ). I stedet for at bruge et roterende gyroskop bruger moderne AHRS solid-state elektronik , billige inertisensorer , hastighedsgyroer og magnetometre .

Med de fleste AHRS -systemer vil der, hvis et flys AI'er er mislykkedes, være en standby -AI placeret i midten af ​​instrumentpanelet, hvor andre standby -grundlæggende instrumenter som f.eks. Lufthastighedsindikatoren og højdemåleren også er tilgængelige. Disse for det meste mekaniske standby -instrumenter kan forblive tilgængelige, selvom de elektroniske flyveinstrumenter fejler, selvom standbyindikatoren kan være elektrisk drevet og efter kort tid vil mislykkes, hvis den elektriske strøm svigter.

Holdningsretningsindikator

ADI (til venstre) med gule V -ratstænger og en AI integreret med ILS -glidebakke og lokaliseringsindikatorer (højre)

Attitude Direction Indicator (ADI) eller Flight Director Indicator (FDI) er en AI integreret med et Flight Director System (FDS). ADI inkorporerer en computer, der modtager information fra navigationssystemet, såsom AHRS, og behandler disse oplysninger for at give piloten en 3-D flyvebane-cue for at opretholde en ønsket sti. Signaturen har form af V -ratstænger. Flyet er repræsenteret af et deltasymbol, og piloten flyver flyet, så deltasymbolet placeres inden for V -ratstængerne.

Sovjetisk kunstig horisont AGP-2, vippet til venstre og viste flyets næse ned og bankede til venstre. Den hvide "horisont" -linje flugter altid med vingerne, ikke med horisonten set ud af cockpittet

Se også

Referencer